JP6922224B2 - Control device, control method, control program - Google Patents

Control device, control method, control program Download PDF

Info

Publication number
JP6922224B2
JP6922224B2 JP2017002459A JP2017002459A JP6922224B2 JP 6922224 B2 JP6922224 B2 JP 6922224B2 JP 2017002459 A JP2017002459 A JP 2017002459A JP 2017002459 A JP2017002459 A JP 2017002459A JP 6922224 B2 JP6922224 B2 JP 6922224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
pid
control
target
calculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017002459A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018112858A (en
Inventor
山田　隆章
隆章 山田
田中　均
田中　　均
創 津端
創 津端
昌平 山口
昌平 山口
亮介 蓮井
亮介 蓮井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP2017002459A priority Critical patent/JP6922224B2/en
Priority to EP17197340.7A priority patent/EP3349077A1/en
Publication of JP2018112858A publication Critical patent/JP2018112858A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6922224B2 publication Critical patent/JP6922224B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G05B13/0245—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance not using a perturbation signal
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/13—Plc programming
    • G05B2219/13103—Adaptive selftuning regulator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

本発明は、温度制御、モータ制御等の対象装置への制御技術に関する。 The present invention relates to a control technique for a target device such as temperature control and motor control.

従来、温度調整器等に制御系機器では、特許文献１に示すようなＰＩＤ制御が多く利用されている。 Conventionally, PID control as shown in Patent Document 1 is often used in control system devices such as temperature regulators.

ＰＩＤ制御機器は、特許文献１に示すように、ＰＩＤ制御部とＰＩＤ調整部とを備える。ＰＩＤ調整部は、適応制御またはオートチューニングを用いて、ＰＩＤ値（比例帯Ｐ、積分時間ＴＩ、微分時間Ｔｄ等）を算出し、ＰＩＤ制御部に与える。 As shown in Patent Document 1, the PID control device includes a PID control unit and a PID adjustment unit. The PID adjustment unit calculates a PID value (proportional band P, integration time TI, differential time Td, etc.) using adaptive control or auto-tuning and gives it to the PID control unit.

ＰＩＤ制御部は、ＰＩＤ値、ＰＩＤ制御の目標値、および現在値を用いて、制御対象に対する操作量を決定する。 The PID control unit determines the operation amount for the control target by using the PID value, the target value of PID control, and the current value.

操作量は、ＰＩＤ調整部にフィードバックされ、ＰＩＤ調整部は、この操作量を用いて、ＰＩＤ値を再算出して更新し、ＰＩＤ制御部に与える。 The operation amount is fed back to the PID adjustment unit, and the PID adjustment unit recalculates and updates the PID value using this operation amount and gives it to the PID control unit.

特開２００５−２８４８２８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-284828

しかしながら、特許文献１に記載のような従来のＰＩＤ制御では、ＰＩＤ値の異常等によって、ＰＩＤ制御の制御性能が低下することがある。 However, in the conventional PID control as described in Patent Document 1, the control performance of the PID control may be deteriorated due to an abnormality of the PID value or the like.

したがって、本発明の目的は、ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制することにある。 Therefore, an object of the present invention is to suppress a decrease in control performance of PID control.

この発明の制御装置は、ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出部、ＰＩＤ制御部、および、判定部を備える。ＰＩＤ制御部は、ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、制御対象に対する操作量を算出する。判定部は、目標値と実測値との組合せ、および、ＰＩＤ値の少なくとも一方を用いて、ＰＩＤ値の算出の停止を判定する。 The control device of the present invention includes a PID calculation unit for calculating a PID value, a PID control unit, and a determination unit. The PID control unit executes PID control using the PID value, the target value of the control target, and the actually measured value of the control target, and calculates the operation amount for the control target. The determination unit determines whether to stop calculating the PID value by using the combination of the target value and the actually measured value and at least one of the PID values.

この構成は、ＰＩＤ制御に用いる各値を用いて、ＰＩＤ制御の異常が検出される。 In this configuration, an abnormality in PID control is detected by using each value used for PID control.

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、目標値と、ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、動作可能基準値よりも目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出する。実測値の初期値が禁止領域内であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。 Further, in the control device of the present invention, when the determination unit uses the combination of the target value and the actually measured value, the target value and the operable reference value of PID control are closer to the target value than the operable reference value. Calculate the prohibited area consisting of the range of values. When it is detected that the initial value of the measured value is within the prohibited area, the calculation of the PID value is stopped.

この構成では、実測値の初期値が目標値に近いことによるＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。 In this configuration, the unstable operation of PID control due to the initial value of the measured value being close to the target value is suppressed.

また、この発明の制御装置では、禁止領域は前記目標値以上の範囲も含む。 Further, in the control device of the present invention, the prohibited area includes a range equal to or more than the target value.

この構成では、実測値の初期値が目標値以上であることによるＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。 In this configuration, the unstable operation of PID control due to the initial value of the measured value being equal to or higher than the target value is suppressed.

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、ＰＩＤ値のむだ時間から第１判定時間を決定する。判定部は、第１判定時間の実測値と実測値の初期値とから実測値の変化量を算出する。判定部は、実測値の変化量が第１判定用閾値未満であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。 Further, in the control device of the present invention, the determination unit determines the first determination time from the wasted time of the PID value when the combination of the target value and the actually measured value is used. The determination unit calculates the amount of change in the actual measurement value from the actual measurement value of the first determination time and the initial value of the actual measurement value. When the determination unit detects that the amount of change in the measured value is less than the first determination threshold value, the determination unit stops the calculation of the PID value.

この構成では、実測値が変化しないことからＰＩＤ制御の異常が検出される。 In this configuration, since the measured value does not change, an abnormality in PID control is detected.

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、目標値と実測値の初期値から、目標値を中心値とする許容範囲を算出する。判定部は、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間から、第２判定時間を決定する。判定部は、第２判定時間の実測値が許容範囲に入っていないことを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。 Further, in the control device of the present invention, when the determination unit uses the combination of the target value and the actually measured value, the determination unit calculates an allowable range centered on the target value from the initial value of the target value and the actually measured value. The determination unit determines the second determination time from the last time of the time series data used for calculating the PID value by adaptive control. When the determination unit detects that the actually measured value of the second determination time is not within the permissible range, the determination unit stops the calculation of the PID value.

この構成では、適応制御後の実測値からＰＩＤ制御の異常が検出される。 In this configuration, an abnormality in PID control is detected from the measured value after adaptive control.

また、この発明の制御装置では、判定部は、ＰＩＤ値を用いるときに、ＰＩＤ値の比例帯または積分時間のいずれかがそれぞれに設定された閾値未満であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。例えば、閾値は０である。 Further, in the control device of the present invention, when the determination unit uses the PID value, when it detects that either the proportional band of the PID value or the integration time is less than the threshold value set for each, the determination unit calculates the PID value. To stop. For example, the threshold is 0.

この構成では、ＰＩＤ値からＰＩＤ制御の異常が検出される。 In this configuration, an abnormality in PID control is detected from the PID value.

また、この発明の制御装置では、判定部は、ＰＩＤ値を用いるときに、ＰＩＤ値の初期値と現在値との差を算出する。判定部は、差が閾値より大きいことを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。 Further, in the control device of the present invention, the determination unit calculates the difference between the initial value and the current value of the PID value when the PID value is used. When the determination unit detects that the difference is larger than the threshold value, the determination unit stops the calculation of the PID value.

この構成では、ＰＩＤ値の変化量からＰＩＤ制御の異常が検出される。 In this configuration, an abnormality in PID control is detected from the amount of change in the PID value.

この発明によれば、ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in control performance of PID control.

本発明の第１の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the temperature control system including the temperature control device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination method of the 1st PID value calculation stop of this invention. 本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。It is a figure which shows the determination concept of the 1st PID value calculation stop of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the temperature control system including the temperature control device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination method of the 2nd PID value calculation stop of this invention. （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。(A) and (B) are diagrams showing a determination concept of stopping the calculation of the second PID value of the present invention. 本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 3rd PID value calculation stop determination method of this invention. （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。(A) and (B) are diagrams showing a determination concept of stopping the calculation of the second PID value of the present invention. 本発明の第４の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the temperature control system including the temperature control device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 4th PID value calculation stop determination method of this invention. 本発明の第５のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 5th PID value calculation stop determination method of this invention.

本発明の第１の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、制御の具体例としてヒータ等の温度調整（温度制御）の場合を示しているが、モータ等の回転制御等、他の物理量の制御に対しても適用することができる。図１は、本発明の第１の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 The control device, the control method, and the control program according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, the case of temperature adjustment (temperature control) of a heater or the like is shown as a specific example of control, but it can also be applied to control of other physical quantities such as rotation control of a motor or the like. can. FIG. 1 is a functional block diagram of a temperature control system including a temperature control device according to the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、温度調整装置１０は、目標値設定部１１、ＰＩＤ算出部１２、入力部１３、ＰＩＤ制御部１４、および、判定部１５を備える。温度調整装置１０は、本発明の「制御装置」に対応する。 As shown in FIG. 1, the temperature adjusting device 10 includes a target value setting unit 11, a PID calculation unit 12, an input unit 13, a PID control unit 14, and a determination unit 15. The temperature control device 10 corresponds to the "control device" of the present invention.

図１に示すように、温度調整装置１０は、温度調整システム１の構成要素である。温度調整システム１は、温度調整装置１０、操作器２０、対象装置３０、および、センサ４０を備える。対象装置３０は、例えばヒータ（図示を省略）を備える。したがって、この場合、制御対象は、対象装置３０の所定位置の温度である。操作器２０は、例えば、ＳＳＲ、電磁開閉器、または、電力調整器である。操作器２０は、温度調整装置１０からの操作量ＭＶに応じて動作し、対象装置３０のヒータへの通電を制御する。センサ４０は、例えば、熱電対等からなり、対象装置３０の温度を計測し、計測データＳＳを出力する。計測データＳＳは、温度調整装置１０の入力部１３に入力される。 As shown in FIG. 1, the temperature adjusting device 10 is a component of the temperature adjusting system 1. The temperature adjusting system 1 includes a temperature adjusting device 10, an operating device 20, a target device 30, and a sensor 40. The target device 30 includes, for example, a heater (not shown). Therefore, in this case, the control target is the temperature at a predetermined position of the target device 30. The actuator 20 is, for example, an SSR, an electromagnetic switch, or a power regulator. The operating device 20 operates according to the operation amount MV from the temperature adjusting device 10 and controls the energization of the heater of the target device 30. The sensor 40 is composed of, for example, a thermoelectric pair, measures the temperature of the target device 30, and outputs the measurement data SS. The measurement data SS is input to the input unit 13 of the temperature adjusting device 10.

次に、温度調整装置１０の具体的な内容について説明する。 Next, the specific contents of the temperature adjusting device 10 will be described.

入力部１３は、計測データＳＳから実測値ＰＶを算出する。実測値ＰＶは、後述の目標値ＳＰと同じ単位の値である。例えば、目標値ＳＰが摂氏温度（℃）であれば、実測値ＰＶも摂氏温度（℃）である。 The input unit 13 calculates the measured value PV from the measurement data SS. The measured value PV is a value in the same unit as the target value SP described later. For example, if the target value SP is the temperature in degrees Celsius (° C.), the measured value PV is also the temperature in degrees Celsius (° C.).

目標値設定部１１は、目標値ＳＰを設定する。目標値ＳＰの設定は、オペレータ等によって設定される。なお、目標値設定部１１は、目標値ＳＰの記憶手段を備えていれば、記憶された目標値ＳＰを用いることもできる。目標値ＳＰは、例えば温度である。目標値設定部１１は、目標値ＳＰをＰＩＤ制御部１４と判定部１５とに出力する。 The target value setting unit 11 sets the target value SP. The target value SP is set by an operator or the like. If the target value setting unit 11 is provided with a means for storing the target value SP, the stored target value SP can also be used. The target value SP is, for example, temperature. The target value setting unit 11 outputs the target value SP to the PID control unit 14 and the determination unit 15.

ＰＩＤ算出部１２は、リミットサイクル法等のオートチューニングを実行し、温度波形情報から、ＰＩＤ値を設定する。ＰＩＤ値は、比例帯Ｐ、積分時間ＴＩ、および、微分時間Ｔｄを含んでいる。具体的には、ＰＩＤ算出部１２は、むだ時間Ｌを、リミットサイクル周期Ｔｃから算出する。ＰＩＤ算出部１２は、積分時間ＴＩおよび微分時間Ｔｄを、むだ時間Ｌから算出する。また、ＰＩＤ算出部１２は、比例帯Ｐをリミットサイクルの振幅から算出する。また、ＰＩＤ算出部１２は、ＰＩＤ制御部１４から操作量ＭＶが出力されていれば、操作量ＭＶを用いた適応制御によってＰＩＤ値を算出する。ＰＩＤ算出部１２は、算出したＰＩＤ値をＰＩＤ制御部に与える。 The PID calculation unit 12 executes auto-tuning such as the limit cycle method, and sets the PID value from the temperature waveform information. The PID value includes the proportional band P, the integration time TI, and the differential time Td. Specifically, the PID calculation unit 12 calculates the waste time L from the limit cycle period Tc. The PID calculation unit 12 calculates the integration time TI and the differentiation time Td from the waste time L. Further, the PID calculation unit 12 calculates the proportional band P from the amplitude of the limit cycle. Further, if the operation amount MV is output from the PID control unit 14, the PID calculation unit 12 calculates the PID value by adaptive control using the operation amount MV. The PID calculation unit 12 gives the calculated PID value to the PID control unit.

入力部１３は、算出した実測値ＰＶを、ＰＩＤ制御部１４および判定部１５に出力する。 The input unit 13 outputs the calculated measured value PV to the PID control unit 14 and the determination unit 15.

ＰＩＤ制御部１４は、ＰＩＤ値、目標値ＳＰ、および、実測値ＰＶを用いて、既知のＰＩＤ制御演算を実行することで操作量ＭＶを算出する。ＰＩＤ制御部１４は、操作量ＭＶを操作器２０に出力する。 The PID control unit 14 calculates the manipulated variable MV by executing a known PID control calculation using the PID value, the target value SP, and the actually measured value PV. The PID control unit 14 outputs the manipulated variable MV to the actuator 20.

なお、ＰＩＤ制御部１４は、デジタルフィルタよって構成されている。したがって、より具体的には、目標値ＳＰおよび実測値ＰＶは、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部（図示を省略）してＰＩＤ制御部１４に入力され、操作量ＭＶは、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部（図示を省略）して操作器２０に出力される。 The PID control unit 14 is configured by a digital filter. Therefore, more specifically, the target value SP and the measured value PV are input to the PID control unit 14 as an A / D (analog / digital) conversion unit (not shown), and the operation amount MV is D / A. The (digital / analog) conversion unit (not shown) is output to the controller 20.

判定部１５は、目標値ＳＰおよび実測値ＰＶを用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。 The determination unit 15 determines the stop of the calculation of the PID value by the following method using the target value SP and the actually measured value PV, and executes the stop control of the calculation of the PID value for the PID calculation unit 12. ..

図２は、本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図３における横軸は時間であり、縦軸は温度である。 FIG. 2 is a flowchart showing a method for determining the stop of calculation of the first PID value of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a determination concept of stopping the calculation of the first PID value of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis is time and the vertical axis is temperature.

判定部１５は、制御の目標値ＳＰを取得する（Ｓ１０１）。 The determination unit 15 acquires the control target value SP (S101).

判定部１５は、温度調整装置１０における動作可能基準値ＳＰ０を取得する（Ｓ１０２）。動作可能基準値ＳＰ０は、図３に示すように、温度調整装置１０がＰＩＤ制御を実行する際に設定できる初期値の最低値（この場合、最低温度）である。 The determination unit 15 acquires the operable reference value SP0 in the temperature adjusting device 10 (S102). As shown in FIG. 3, the operable reference value SP0 is the minimum value (in this case, the minimum temperature) of the initial value that can be set when the temperature adjusting device 10 executes the PID control.

判定部１５は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０を用いて、禁止領域ΔＳＰを設定する（Ｓ１０３）。図３に示すように、禁止領域ΔＳＰの幅（この場合温度幅）は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０との差分値に基づいて設定されている。具体的には、例えば、禁止領域ΔＳＰの幅は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０との差分の１／２に設定されている。そして、禁止領域ΔＳＰは、値の高い側の境界値が目標値ＳＰとなる。 The determination unit 15 sets the prohibited area ΔSP using the target value SP and the operable reference value SP0 (S103). As shown in FIG. 3, the width of the prohibited region ΔSP (in this case, the temperature width) is set based on the difference value between the target value SP and the operable reference value SP0. Specifically, for example, the width of the prohibited area ΔSP is set to 1/2 of the difference between the target value SP and the operable reference value SP0. Then, in the prohibited area ΔSP, the boundary value on the higher value side becomes the target value SP.

判定部１５は、実測値ＰＶの初期値ＰＶ０を取得する（Ｓ１０４）。 The determination unit 15 acquires the initial value PV0 of the actually measured value PV (S104).

判定部１５は、初期値ＰＶ０が禁止領域ΔＳＰ内にあることを検出すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ１０６）。なお、判定部１５は、初期値ＰＶ０が禁止領域ΔＳＰ内にないことを検出すると（Ｓ１０５：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ１０７）。 When the determination unit 15 detects that the initial value PV0 is in the prohibited area ΔSP (S105: YES), the determination unit 15 stops the calculation and update of the PID value (S106). When the determination unit 15 detects that the initial value PV0 is not in the prohibited area ΔSP (S105: NO), the determination unit 15 calculates and updates the PID value (S107).

例えば、図３に示すように、初期値ＰＶ０１、ＰＶ０２の場合、初期値ＰＶ０１、ＰＶ０２は、禁止領域ΔＳＰ内にないので、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。一方、初期値ＰＶ０３の場合、初期値ＰＶ０３は、禁止領域ΔＳＰ内にあるので、ＰＩＤ値の算出を行わない。すなわち、ＰＩＤ制御の特性から、初期値ＰＶ０が目標値ＳＰに対して所定範囲内で近い場合、ＰＩＤ制御が不安定になることを考慮し、この場合には、ＰＩＤ値の算出を行わない。これにより、ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制できる。 For example, as shown in FIG. 3, in the case of the initial values PV01 and PV02, since the initial values PV01 and PV02 are not in the prohibited area ΔSP, the PID value is calculated and updated. On the other hand, in the case of the initial value PV03, since the initial value PV03 is in the prohibited area ΔSP, the PID value is not calculated. That is, from the characteristics of PID control, if the initial value PV0 is close to the target value SP within a predetermined range, the PID control becomes unstable. In this case, the PID value is not calculated. As a result, deterioration of the control performance of PID control can be suppressed.

なお、禁止領域ΔＳＰは、目標値ＳＰ以上の温度領域を含んでいてもよい。初期値ＰＶ０が目標値ＳＰ以上の場合、操作量ＭＶが０になり、適応制御が正しく実行されなくなってしまう。したがって、初期値ＰＶ０が目標値ＳＰ以上である場合を禁止領域ΔＳＰに含むことによって、ＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。 The prohibited region ΔSP may include a temperature region equal to or higher than the target value SP. When the initial value PV0 is equal to or greater than the target value SP, the manipulated variable MV becomes 0 and the adaptive control cannot be executed correctly. Therefore, by including the case where the initial value PV0 is equal to or higher than the target value SP in the prohibited area ΔSP, the unstable operation of the PID control is suppressed.

次に、本発明の第２の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 Next, the control device, the control method, and the control program according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a functional block diagram of a temperature control system including a temperature control device according to a second embodiment of the present invention.

図４に示すように、温度調整システム１Ａは、第１の実施形態に係る温度調整システム１に対して、温度調整装置１０Ａの判定部１５Ａの処理において異なる。温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａの他の構成および処理は、温度調整システム１、温度調整装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。 As shown in FIG. 4, the temperature adjustment system 1A differs from the temperature adjustment system 1 according to the first embodiment in the processing of the determination unit 15A of the temperature adjustment device 10A. Other configurations and processes of the temperature adjusting system 1A and the temperature adjusting device 10A are the same as those of the temperature adjusting system 1 and the temperature adjusting device 10, and the description of the same parts will be omitted.

図４に示すように、判定部１５Ａには、ＰＩＤ算出部１２からむだ時間Ｌが入力される。 As shown in FIG. 4, the dead time L is input to the determination unit 15A from the PID calculation unit 12.

判定部１５Ａは、むだ時間Ｌおよび実測値ＰＶを用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。 The determination unit 15A determines the stop of the calculation of the PID value by the following method using the waste time L and the actually measured value PV, and executes the stop control of the calculation of the PID value for the PID calculation unit 12. ..

図５は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図６（Ａ）は異常の場合を示し、図６（Ｂ）は正常の場合を示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）における横軸は時間であり、縦軸は温度と操作量ＭＶである。 FIG. 5 is a flowchart showing a method for determining the stop of calculation of the second PID value of the present invention. 6 (A) and 6 (B) are diagrams showing a determination concept of stopping the calculation of the second PID value of the present invention. FIG. 6A shows an abnormal case, and FIG. 6B shows a normal case. In FIGS. 6 (A) and 6 (B), the horizontal axis is time, and the vertical axis is temperature and manipulated variable MV.

判定部１５Ａは、むだ時間Ｌから判定時間ｔＤ１を決定する（Ｓ２０１）。具体的には、例えば、判定時間ｔＤ１は、むだ時間Ｌの２倍（２Ｌ）である。なお、判定時間ｔＤ１は、むだ時間Ｌよりも長ければよく、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間（適応制御用最終時間）よりも短いことが好ましい。適応制御用最終時間は、整定時間を目安に決定してもよい。適応制御用最終時間および整定時間は、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合を、事前に実験またはシミュレートして得ることができる。 The determination unit 15A determines the determination time tD1 from the waste time L (S201). Specifically, for example, the determination time tD1 is twice the waste time L (2L). The determination time tD1 may be longer than the dead time L, and is preferably shorter than the last time of the time series data (final time for adaptive control) used for calculating the PID value by the adaptive control. The final time for adaptive control may be determined using the settling time as a guide. The final time for adaptive control and the settling time can be obtained by experimenting or simulating in advance when the PID control operates normally.

判定部１５Ａは、判定時間ｔＤ１の実測値ＰＶｔＤ１を取得する（Ｓ２０２）。判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０とから変化量ΔＰＶを算出する（Ｓ２０３）。すなわち、ΔＰＶ＝ＰＶｔＤ１−ＰＶ０である。 The determination unit 15A acquires the actually measured value PVtD1 of the determination time tD1 (S202). The determination unit 15A calculates the amount of change ΔPV from the actually measured value PVtD1 and the initial value PV0 (S203). That is, ΔPV = PVtD1-PV0.

判定部１５Ａは、変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）を予め記憶しており、変化量ΔＰＶと変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）とを比較する。変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）は、温度調整装置１０Ａおよび温度調整システム１Ａの仕様等に応じて、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合の値によって決定されている。 The determination unit 15A stores the change amount threshold value TH (ΔPV) in advance, and compares the change amount ΔPV with the change amount threshold value TH (ΔPV). The change amount threshold value TH (ΔPV) is determined by a value when the PID control operates normally according to the specifications of the temperature adjusting device 10A and the temperature adjusting system 1A.

判定部１５Ａは、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）よりも小さいこと（ΔＰＶ＜ＴＨ（ΔＰＶ））を検出すると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ２０５）。なお、判定部１５Ａは、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）以上であることを検出すると（Ｓ２０４：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ２０６）。 When the determination unit 15A detects that the change amount ΔPV is smaller than the change amount threshold value TH (ΔPV) (ΔPV <TH (ΔPV)) (S204: YES), the determination unit 15A stops the calculation and update of the PID value (S205). When the determination unit 15A detects that the change amount ΔPV is equal to or greater than the change amount threshold value TH (ΔPV) (S204: NO), the determination unit 15A calculates and updates the PID value (S206).

例えば、図６（Ａ）に示すように、ＰＩＤ制御が異常で、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０とがほぼ同じ場合、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）よりも小さいので、ＰＩＤ値の算出、更新を行わない。一方、図６（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御が正常で、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０との差が大きい場合、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）以上なので、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。 For example, as shown in FIG. 6A, when the PID control is abnormal and the measured value PVtD1 and the initial value PV0 are almost the same, the change amount ΔPV is smaller than the change amount threshold TH (ΔPV), so that the PID value Do not calculate or update. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the PID control is normal and the difference between the measured value PVtD1 and the initial value PV0 is large, the change amount ΔPV is equal to or more than the change amount threshold TH (ΔPV), so the PID value is calculated. And perform updates.

これにより、ＰＩＤ制御の異常による制御低下を抑制できる。 As a result, it is possible to suppress a decrease in control due to an abnormality in PID control.

次に、本発明の第３の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。 Next, the control device, the control method, and the control program according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る温度調整システム、温度調整装置は、各構成要素の接続構成において温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａと同様であるが、判定部１５Ａに入力されるデータおよび判定部１５Ａで実行する判定処理において異なる。他の構成および処理は、同様であり、同様の箇所の説明は省略する。 The temperature adjustment system and the temperature adjustment device according to the present embodiment are the same as the temperature adjustment system 1A and the temperature adjustment device 10A in the connection configuration of each component, but are executed by the data input to the determination unit 15A and the determination unit 15A. It differs in the judgment process to be performed. Other configurations and processes are the same, and description of similar parts will be omitted.

判定部１５Ａには、目標値ＳＰ、初期値ＰＶ０、および、適応制御用最終時間が入力される。適応制御用最終時間は、上述のように、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間である。適応制御用最終時間は、整定時間を目安に決定してもよく、適応制御用最終時間および整定時間は、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合を、事前に実験またはシミュレートして得ることができる。 The target value SP, the initial value PV0, and the final time for adaptive control are input to the determination unit 15A. As described above, the final time for adaptive control is the final time of the time series data used for calculating the PID value by adaptive control. The final time for adaptive control may be determined with reference to the settling time, and the final time for adaptive control and settling time can be obtained by experimenting or simulating in advance when the PID control operates normally. ..

判定部１５Ａは、目標値ＳＰ、初期値ＰＶ０、および、適応制御用最終時間を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。 Using the target value SP, the initial value PV0, and the final time for adaptive control, the determination unit 15A determines that the calculation of the PID value has stopped by the following method, and determines the stop of the calculation of the PID value with respect to the PID calculation unit 12. Executes the stop control of the calculation of.

図７は、本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図８（Ａ）は異常の場合を示し、図８（Ｂ）は正常の場合を示す。図８（Ａ）、図８（Ｂ）における横軸は時間であり、縦軸は温度である。 FIG. 7 is a flowchart showing a method for determining the stop of calculation of the third PID value of the present invention. 8 (A) and 8 (B) are diagrams showing a determination concept of stopping the calculation of the third PID value of the present invention. FIG. 8A shows an abnormal case, and FIG. 8B shows a normal case. In FIGS. 8 (A) and 8 (B), the horizontal axis is time and the vertical axis is temperature.

判定部１５Ａは、目標値ＳＰを取得する（Ｓ３０１）。判定部１５Ａは、初期値ＰＶ０を取得する（Ｓ３０２）。判定部１５は、目標値ＳＰと初期値ＰＶ０とを用いて、許容範囲ΔＳＰＶを算出する（Ｓ３０３）。より具体的には、判定部１５Ａは、目標値ＳＰと初期値ＰＶ０との差分値（ＳＰ−ＰＶ０）を算出し、差分値（ＳＰ−ＰＶ０）を０．４倍することで、許容範囲ΔＳＰＶを算出する。この際、判定部１５Ａは、許容範囲ΔＳＰＶの中心値を目標値ＳＰに設定する。 The determination unit 15A acquires the target value SP (S301). The determination unit 15A acquires the initial value PV0 (S302). The determination unit 15 calculates the permissible range ΔSPV using the target value SP and the initial value PV0 (S303). More specifically, the determination unit 15A calculates the difference value (SP-PV0) between the target value SP and the initial value PV0, and multiplys the difference value (SP-PV0) by 0.4 to obtain a permissible range ΔSPV. Is calculated. At this time, the determination unit 15A sets the center value of the allowable range ΔSPV to the target value SP.

なお、差分値（ＳＰ−ＰＶ０）への係数は、０．４に限るものではなく、０．１〜０．６の所定値等、ＰＩＤ制御の制御精度に応じて適宜設定すればよい。また、許容範囲ΔＳＰＶの中心値と目標値ＳＰとは、一致しなくてもよく、少なくとも目標値ＳＰが許容範囲ΔＳＰＶ内にあればよい。ただし、許容範囲ΔＳＰＶの中心値と目標値ＳＰとは、一致することが好ましい。 The coefficient for the difference value (SP-PV0) is not limited to 0.4, and may be appropriately set according to the control accuracy of PID control, such as a predetermined value of 0.1 to 0.6. Further, the center value of the permissible range ΔSPV and the target value SP do not have to match, and at least the target value SP may be within the permissible range ΔSPV. However, it is preferable that the center value of the allowable range ΔSPV and the target value SP match.

判定部１５Ａは、適応制御用最終時間に応じた判定時間ｔＤ２を決定する（Ｓ３０４）。具体的には、例えば、判定時間ｔＤ２は、適応制御用最終時間よりも長く、できる限り短い方が好ましい。 Determination unit 15A determines the determination time tD2 corresponding to the adaptive control for the final time (S304). Specifically, for example, the determination time tD2 is preferably longer than the final time for adaptive control and as short as possible.

判定部１５Ａは、判定時間ｔＤ２時の実測値ＰＶｔＤ２を取得する（Ｓ３０５）。そして、判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２と許容範囲ΔＳＰＶとを比較する。 The determination unit 15A acquires the measured value PVtD2 at the determination time tD2 (S305). Then, the determination unit 15A compares the actually measured value PVtD2 with the permissible range ΔSPV.

判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ外であることを検出すると（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ３０７）。なお、判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ内であることを検出すると（Ｓ３０６：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ３０８）。 When the determination unit 15A detects that the measured value PVtD2 is outside the permissible range ΔSPV (S306: YES), the determination unit 15A stops the calculation and update of the PID value (S307). When the determination unit 15A detects that the measured value PVtD2 is within the permissible range ΔSPV (S306: NO), the determination unit 15A calculates and updates the PID value (S308).

例えば、図８（Ａ）に示すように、ＰＩＤ制御が異常で、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ外の場合、ＰＩＤ値の算出、更新を行わない。一方、図８（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御が正常で、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ内の場合、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。 For example, as shown in FIG. 8A, when the PID control is abnormal and the measured value PVtD2 is outside the permissible range ΔSPV, the PID value is not calculated or updated. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the PID control is normal and the measured value PVtD2 is within the permissible range ΔSPV, the calculation and update of the PID value is executed.

これにより、ＰＩＤ制御の異常による制御低下を抑制できる。 As a result, it is possible to suppress a decrease in control due to an abnormality in PID control.

次に、本発明の第４の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 Next, the control device, the control method, and the control program according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a functional block diagram of a temperature control system including a temperature control device according to a fourth embodiment of the present invention.

図９に示すように、温度調整システム１Ｂは、第２の実施形態に係る温度調整システム１Ａに対して、温度調整装置１０Ｂの判定部１５Ｂの処理において異なる。また、判定部１５Ｂには、目標値ＳＰ、実測値ＰＶが入力されず、ＰＩＤ算出部１２から判定部１５Ｂに入力されるデータが異なる。温度調整システム１Ｂ、温度調整装置１０Ｂの他の構成および処理は、温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。 As shown in FIG. 9, the temperature adjustment system 1B differs from the temperature adjustment system 1A according to the second embodiment in the processing of the determination unit 15B of the temperature adjustment device 10B. Further, the target value SP and the measured value PV are not input to the determination unit 15B, and the data input from the PID calculation unit 12 to the determination unit 15B is different. Other configurations and processes of the temperature adjusting system 1B and the temperature adjusting device 10B are the same as those of the temperature adjusting system 1A and the temperature adjusting device 10A, and the description of the same parts will be omitted.

図９に示すように、判定部１５Ｂには、ＰＩＤ算出部１２からＰＩＤ値が入力される。具体的には、判定部１５Ｂには、比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩが入力される。 As shown in FIG. 9, a PID value is input to the determination unit 15B from the PID calculation unit 12. Specifically, the proportional band P and the integration time TI are input to the determination unit 15B.

判定部１５Ｂは、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。 The determination unit 15B uses the PID value (proportional band P and integration time TI) to determine the stop of the PID value calculation by the following method, and causes the PID calculation unit 12 to stop the calculation of the PID value. Take control.

図１０は、本発明の第４のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a method for determining the stop of calculation of the fourth PID value of the present invention.

判定部１５Ｂは、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を取得する（Ｓ４０１）。また、判定部１５Ｂは、比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩに対する閾値を設定する。本実施形態では、比例帯Ｐの閾値および積分時間ＴＩの閾値は０である。なお、比例帯Ｐの閾値および積分時間ＴＩの閾値は、それぞれに適宜設定可能である。 The determination unit 15B acquires the PID value (proportional band P and integration time TI) (S401). Further, the determination unit 15B sets a threshold value for the proportional band P and the integration time TI. In the present embodiment, the threshold value of the proportional band P and the threshold value of the integration time TI are 0. The threshold value of the proportional band P and the threshold value of the integration time TI can be set as appropriate.

判定部１５Ｂは、比例帯Ｐが０よりも小さいこと（Ｐ＜０）を検出すると（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ４０４）。判定部１５Ｂは、比例帯Ｐが０以上であること（Ｐ≧０）を検出すると（Ｓ４０２：ＮＯ）、積分時間ＴＩによる判定に移行する。 When the determination unit 15B detects that the proportional band P is smaller than 0 (P <0) (S402: YES), the determination unit 15B stops updating the PID value (S404). When the determination unit 15B detects that the proportional band P is 0 or more (P ≧ 0) (S402: NO), the determination unit 15B shifts to the determination based on the integration time TI.

判定部１５Ｂは、積分時間ＴＩが０よりも小さいこと（ＴＩ＜０）を検出すると（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ４０４）。判定部１５Ｂは、積分時間ＴＩが０以上であること（ＴＩ≧０）を検出すると（Ｓ４０３：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ４０５）。 When the determination unit 15B detects that the integration time TI is smaller than 0 (TI <0) (S403: YES), the determination unit 15B stops updating the PID value (S404). When the determination unit 15B detects that the integration time TI is 0 or more (TI ≧ 0) (S403: NO), it executes calculation and update of the PID value (S405).

すなわち、判定部１５Ｂは、比例帯Ｐまたは積分時間ＴＩが異常値であることを検出すると、ＰＩＤ値の更新を停止する。これにより、ＰＩＤ値の異常による制御低下を抑制できる。 That is, when the determination unit 15B detects that the proportional band P or the integration time TI is an abnormal value, the determination unit 15B stops updating the PID value. As a result, it is possible to suppress a decrease in control due to an abnormality in the PID value.

次に、本発明の第５の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。本実施形態の温度調整システム、温度調整装置は、第４の実施形態に係る温度調整システム、温度調整装置と同様の構成からなり、判定部における判定処理のみが異なる。以下、同様の箇所の説明は省略する。 Next, the control device, the control method, and the control program according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The temperature adjusting system and the temperature adjusting device of the present embodiment have the same configurations as the temperature adjusting system and the temperature adjusting device according to the fourth embodiment, and only the determination process in the determination unit is different. Hereinafter, the description of the same part will be omitted.

判定部は、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。 The determination unit determines the stop of the calculation of the PID value by the following method using the PID value (proportional band P and the integration time TI), and controls the PID calculation unit 12 to stop the calculation of the PID value. To execute.

図１１は、本発明の第５のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing a method for determining the stop of calculation of the fifth PID value of the present invention.

判定部は、初期のＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を取得する（Ｓ４０１）。その後、温度調整装置は、ＰＩＤ制御を開始し、繰り返す。 The determination unit acquires the initial PID value (proportional band P and integration time TI) (S401). After that, the temperature controller starts and repeats PID control.

判定部は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目のＰＩＤ値、すなわち、第ｎＰＩＤ値を取得する（Ｓ５０２）。 The determination unit acquires the nth (n is an integer of 2 or more) PID value, that is, the nth PID value (S502).

判定部は、第ｎＰＩＤ値と初期ＰＩＤ値との差分値ΔＰＩＤを算出する（Ｓ５０３）。 The determination unit calculates the difference value ΔPID between the nth PID value and the initial PID value (S503).

判定部は、ＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）を予め記憶しており、差分値ΔＰＩＤとＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）とを比較する。ＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）は、温度調整装置および温度調整システムの仕様等に応じて、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合の値によって決定されている。 The determination unit stores the PID change amount threshold value TH (ΔPID) in advance, and compares the difference value ΔPID with the PID change amount threshold value TH (ΔPID). The PID change amount threshold value TH (ΔPID) is determined by a value when the PID control operates normally according to the specifications of the temperature adjusting device and the temperature adjusting system.

判定部は、差分値ΔＰＩＤがＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）よりも大きいこと（ΔＰＩＤ＞ＴＨ（ΔＰＩＤ））を検出すると（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ５０５）。なお、判定部は、差分値ΔＰＩＤがＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）以下であることを検出すると（Ｓ５０４：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ５０６）。 When the determination unit detects that the difference value ΔPID is larger than the PID change amount threshold value TH (ΔPID) (ΔPID> TH (ΔPID)) (S504: YES), the determination unit stops updating the PID value (S505). When the determination unit detects that the difference value ΔPID is equal to or less than the PID change amount threshold TH (ΔPID) (S504: NO), the determination unit calculates and updates the PID value (S506).

すなわち、判定部は、比例帯Ｐまたは積分時間ＴＩが異常に変化したことを検出すると、ＰＩＤ値の更新を停止する。これにより、ＰＩＤ値の異常変化による制御低下を抑制できる。 That is, when the determination unit detects that the proportional band P or the integration time TI has changed abnormally, the determination unit stops updating the PID value. As a result, it is possible to suppress a decrease in control due to an abnormal change in the PID value.

なお、上述の説明では、各判定方法を単独で行う場合を示したが、複数の判定方法を組み合わせてもよい。例えば、目標値と実測値との組合せを用いた判定方法、および、ＰＩＤ値を用いた判定方法とを組み合わせてもよい。 In the above description, the case where each determination method is performed independently is shown, but a plurality of determination methods may be combined. For example, a determination method using a combination of a target value and an actually measured value and a determination method using a PID value may be combined.

また、上述の説明では、ＰＩＤ制御を例に説明したが、実質的なＰＩ制御に適用することもできる。すなわち、ＰＩＤ制御の微分項の影響を無くすように設定してもよい。
Further, in the above description, PID control has been described as an example, but it can also be applied to substantial PI control. That is, it may be set so as to eliminate the influence of the differential term of PID control.

１、１Ａ、１Ｂ：温度調整システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ：温度調整装置
１１：目標値設定部
１２：ＰＩＤ算出部
１３：入力部
１４：ＰＩＤ制御部
１５、１５Ａ、１５Ｂ：判定部
２０：操作器
３０：対象装置
４０：センサ
Ｌ：時間
ＭＶ：操作量
ＰＶ：実測値
ＳＰ：目標値
ＳＰ０：動作可能基準値
ＳＳ：計測データ
Ｔｃ：リミットサイクル周期
Ｐ：比例帯
ＴＩ：積分時間
Ｔｄ：微分時間
ｔＤ１：判定時間
ｔＤ２：判定時間 1, 1A, 1B: Temperature adjustment system 10, 10A, 10B: Temperature adjustment device 11: Target value setting unit 12: PID calculation unit 13: Input unit 14: PID control unit 15, 15A, 15B: Judgment unit 20: Operator 30: Target device 40: Sensor L: Time MV: Operation amount PV: Measured value SP: Target value SP0: Operable reference value SS: Measurement data Tc: Limit cycle period P: Proportional band TI: Integration time Td: Differentiation time tD1 : Judgment time tD2: Judgment time

Claims (9)

ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出部と、
前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出するＰＩＤ制御部と、
前記目標値と、前記ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、前記動作可能基準値よりも前記目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出し、前記実測値の初期値が前記禁止領域内であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する判定部と、
を備える、制御装置。 The PID calculation unit that calculates the PID value and
A PID control unit that executes PID control using the PID value, the target value of the control target, and the actually measured value of the control target, and calculates the operation amount for the control target.
From the target value and the operable reference value of the PID control, a prohibited area consisting of a range of values closer to the target value than the operable reference value is calculated, and the initial value of the measured value is within the prohibited area. When it is detected, the determination unit for determining the stop of the calculation of the PID value and the determination unit
A control device. 前記禁止領域は前記目標値以上の範囲も含む、
請求項１に記載の制御装置。 The prohibited area also includes a range above the target value.
The control device according to claim 1. 前記判定部は、前記ＰＩＤ値のむだ時間から第１判定時間を決定し、前記第１判定時間の前記実測値と前記実測値の初期値とから実測値の変化量を算出し、前記実測値の変化量が第１判定用閾値未満であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、請求項１、または請求項２に記載の制御装置。 The determination unit determines the first determination time from the wasted time of the PID value, calculates the amount of change in the actual measurement value from the actual measurement value of the first determination time and the initial value of the actual measurement value, and calculates the change amount of the actual measurement value. When it is detected that the amount of change is less than the first determination threshold, it determines a stop of calculation of the PID value, the control device according to claim 1 or claim 2,. 前記判定部は、前記目標値と前記実測値の初期値から、前記目標値を中心値とする許容範囲を算出し、適応制御による前記ＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間から、第２判定時間を決定し、前記第２判定時間の前記実測値が前記許容範囲に入っていないことを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制御装置。 The determination unit calculates a permissible range centered on the target value from the initial value of the target value and the measured value, and from the last time of the time series data used for calculating the PID value by adaptive control. Any of claims 1 to 3 , wherein when the second determination time is determined and it is detected that the actually measured value of the second determination time is not within the permissible range, it is determined to stop the calculation of the PID value. The control device described in. 前記判定部は、
前記ＰＩＤ値の比例帯または積分時間のいずれかがそれぞれに設定された閾値未満であることを検出したときも、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制御装置。 The determination unit
When it is detected that either the proportional band of the PID value or the integration time is less than the threshold value set for each, it is determined that the calculation of the PID value is stopped.
The control device according to any one of claims 1 to 4. 前記閾値は０である、
請求項５に記載の制御装置。 The threshold is 0,
The control device according to claim 5. 前記判定部は、
前記ＰＩＤ値の初期値と現在値との差を算出し、
前記差が閾値より大きいことを検出したときも、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の制御装置。 The determination unit
Calculate the difference between the initial value and the current value of the PID value,
Even when it is detected that the difference is larger than the threshold value, it is determined to stop the calculation of the PID value.
The control device according to any one of claims 1 to 6. 制御装置が、
ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出し、
前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出し、
前記目標値と、前記ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、前記動作可能基準値よりも前記目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出し、前記実測値の初期値が前記禁止領域内であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、
制御方法。 The control device
Calculate PID value Calculate PID,
PID control is executed using the PID value, the target value of the control target, and the actually measured value of the control target, and the operation amount for the control target is calculated.
From the target value and the operable reference value of the PID control, a prohibited area consisting of a range of values closer to the target value than the operable reference value is calculated, and the initial value of the measured value is within the prohibited area. When it is detected that the PID value is calculated, it is determined to stop the calculation of the PID value.
Control method. ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出する処理と、
前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出する処理と、
前記目標値と、前記ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、前記動作可能基準値よりも前記目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出し、前記実測値の初期値が前記禁止領域内であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する処理と、
を、制御装置に実行させる、
制御プログラム。 PID calculation process to calculate PID value and
A process of executing PID control using the PID value, a target value of the control target, and an actually measured value of the control target, and calculating an operation amount for the control target.
From the target value and the operable reference value of the PID control, a prohibited area consisting of a range of values closer to the target value than the operable reference value is calculated, and the initial value of the measured value is within the prohibited area. When it is detected, the process of determining the stop of the calculation of the PID value and
To the control device,
Control program.
JP2017002459A 2017-01-11 2017-01-11 Control device, control method, control program Active JP6922224B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017002459A JP6922224B2 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Control device, control method, control program
EP17197340.7A EP3349077A1 (en) 2017-01-11 2017-10-19 Control device, control method, and control program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017002459A JP6922224B2 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Control device, control method, control program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018112858A JP2018112858A (en) 2018-07-19
JP6922224B2 true JP6922224B2 (en) 2021-08-18

Family

ID=60143622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017002459A Active JP6922224B2 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Control device, control method, control program

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3349077A1 (en)
JP (1) JP6922224B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7169950B2 (en) * 2019-09-06 2022-11-11 株式会社日立製作所 Control device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01260501A (en) * 1988-04-12 1989-10-17 Toshiba Corp Control device
JPH0713607A (en) * 1993-06-21 1995-01-17 Chino Corp Controller
JP3881593B2 (en) * 2002-05-17 2007-02-14 株式会社山武 Control device
JP2004013542A (en) * 2002-06-06 2004-01-15 Yamatake Corp Adjuster
JP2004070932A (en) * 2002-06-12 2004-03-04 Omron Corp Fault detection method, device and thermoregulator
JP2005284828A (en) 2004-03-30 2005-10-13 Omron Corp Controller, method for tuning control parameter, program, and recording medium
JP6457194B2 (en) * 2014-04-02 2019-01-23 ファナック株式会社 Temperature control device for injection molding machine having parameter adjustment function

Also Published As

Publication number Publication date
EP3349077A1 (en) 2018-07-18
JP2018112858A (en) 2018-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015219814B2 (en) Control Device for Machine Apparatus and Gain Determination Method for Friction Compensation
KR101478450B1 (en) Design method of variable pid gains for multivariable nonlinear systems
CN106020124B (en) Servo motor control device and collision detection method
Han Fractional-order command filtered backstepping sliding mode control with fractional-order nonlinear disturbance observer for nonlinear systems
JP6111913B2 (en) Control parameter adjustment system
EP2725434A1 (en) Feedback control method, feedback control apparatus, and feedback control program
JP2016035677A (en) Motor system
JP5813525B2 (en) Apparatus and method for suppressing power consumption
JP6922224B2 (en) Control device, control method, control program
JP6874379B2 (en) Control device, control method, control program
CN106019934B (en) Control device and control method
KR20140126851A (en) Non-tuning non-linear control method for servo controller having current limiting device
US11086277B2 (en) System and method for determining the parameters of a controller
JP7069702B2 (en) Control system, control method, control program
JP2016173708A (en) Control device and control method
JP6610676B2 (en) Temperature control apparatus and temperature control method
JP6965516B2 (en) Control device, control method, control program
JP5332763B2 (en) Control device and temperature controller
RU2571371C2 (en) Control device
KR102002237B1 (en) Plate width control device of rolled material
JP2013161206A (en) Feedback control device having reset windup countermeasure
JP7199926B2 (en) Control device and physical quantity control method
JP7089335B2 (en) Control device
JP4256236B2 (en) Control apparatus and control method
JP2019101847A (en) Control device and control method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200914

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200923

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6922224

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150